Роль однонуклеотидных полиморфизмов в прогнозировании индивидуального риска инсульта

Введение

Несмотря на достижения современной неврологии в области диагностики и терапии острых нарушений мозгового кровообращения, прогноз заболевания и вероятность его развития у конкретного пациента, остаются в значительной степени индивидуальными. Одним из ключевых факторов такой вариабельности выступают наследственные особенности, определяющие предрасположенность к тромбозам и сосудистым осложнениям [1].

Ключевым звеном патогенеза ишемического инсульта (ИИ) является тромботическая окклюзия церебрального сосуда, в связи с чем особый интерес представляют гены системы гемостаза. Однако роль наследственной тромбофилии не ограничивается венозными тромбозами, распространяясь и на артериальное русло [2]. Полиморфизмы генов факторов свёртывания (F2, F5), тромбоцитарных рецепторов (ITGA2, ITGB3) и ингибитора активатора плазминогена 1 (PAI-1) способны изменять коагуляционный потенциал крови, усиливая склонность к тромбообразованию или, напротив, к геморрагическим осложнениям [3].

В то же время, значимый вклад в формирование сосудистой патологии вносят генетически детерминированные нарушения метаболизма. Состояние сосудистой стенки, являющейся субстратом для развития атеротромбоза, напрямую зависит от биохимического гомеостаза. Полиморфизмы генов фолатного цикла (MTHFR, MTR, MTRR), приводящие к гипергомоцистеинемии, вызывают эндотелиальную дисфункцию и ускоряют атерогенез [4-5]. Не менее важна роль ренин-ангиотензиновой системы (РАС): генетические вариации в генах AGT и NOS3 ассоциированы с артериальной гипертензией и изменением сосудистого тонуса, что создаёт фон для цереброваскулярных катастроф [7].

Данная статья посвящена анализу полиморфизмов генов MTHFR, MTR и MTRR, регулирующих метаболизм фолиевой кислоты, а также генов ренин-ангиотензиновой системы NOS3, AGT, AGTR1, их роли в развитии ишемического инсульта и транзиторной ишемической атаки. Следует также отметить, что полиморфизмы генов АПФ (ACE) и NOS3 могут определять вариабельность ответа на антигипертензивную терапию, в том числе на ингибиторы АПФ. Носительство определенных генотипов (например, D/D в ACE и 4а/4а в NOS3) может быть ассоциировано с худшим клиническим ответом на лечение. Таким образом, глубокое понимание роли вышеуказанных полиморфизмов необходимо для создания индивидуализированных стратегий профилактики и лечения инсульта, особенно у пациентов молодого возраста как с наследственной предрасположенностью к тромбозам [8, 9], так и без нее.

Цель исследования — оценить ассоциации полиморфизмов генов фолатного цикла и ренин-ангиотензиновой системы с риском развития ишемического инсульта или транзиторной ишемической атаки.

Материалы и методы

В наблюдательное клиническое исследование были включены 492 пациента с цереброваскулярной болезнью, госпитализированные в ФГБУ «Клиническая больница №1» УДП РФ за период 2022-2025 гг., и подписавшие информированное согласие на молекулярно-генетическое тестирование. Сравнение полученных результатов проводили в двух группах: с верифицированным ишемическим инсультом (n=426) и с транзиторной ишемической атакой (ТИА) (n=66). Критерии включения в исследование: пациенты старше 18 лет с диагнозом ишемический инсульт и транзиторной ишемической атакой. Критерии исключения из исследования: пациенты c геморрагическим инсультом; тяжелая печеночная или почечная недостаточность (клиренс креатинина <30 мл/мин); пациенты с тяжелой сердечно-сосудистой недостаточностью; отказ пациента продолжать исследование.

Диагностика и лечение проводились в соответствии с Клиническими рекомендациями «Ишемический инсульт и транзиторная ишемическая атака» (2024) и утвержденными стандартами медицинской помощи [10]. Всем пациентам выполнены комплексные диагностические процедуры: лучевые (КТ, МРТ), инструментальные, лабораторные и молекулярно-генетические исследования.

Молекулярно-генетические исследования проводились на базе клинико-диагностической лаборатории ФГБУ «Клиническая больница №1» УДП РФ Минздрава России (Москва). Дезоксирибонуклеиновую кислоту выделяли из лейкоцитов периферической венозной крови с использованием различных наборов реагентов. Носительство полиморфных маркеров генов определялось методом полимеразной цепной реакции в режиме реального времени (Real-Time PCR) согласно инструкциям производителя. При проведении молекулярно-генетических исследований использованы наборы реагентов производства ООО НПФ «Литех», Россия; АО «Вектор Бест», Россия; ООО «ДНК Технология», Россия. Полимеразная цепная реакция в режиме реального времени проводилась на анализаторах нуклеиновых кислот АНК 32 (производство ООО «НПФ «Синтол», Россия), амплификаторах Roche LightCycler 96 (производство Roche, Германия), ДТ-прайм и ДТ-лайт (производство ООО «ДНК Технология», Россия).

Статистическая обработка выполнена с использованием программного обеспечения IBM SPSS Statistics 27.0 (США). Проверку нормальности распределения проводили с применением критерия Колмогорова-Смирнова с поправкой Лиллиефорса. Количественный показатель представлен в виде медианы (Ме) с интерквартильным размахом (25-75%Q). Номинальный показатель представлялся абсолютным числом наблюдений, приведена процентная доля признака в группах. Для оценки различий между группами при анализе количественных переменных применяли U-критерий Манна-Уитни. Сравнение независимых категориальных переменных выполняли с использованием критерия χ² Пирсона, точного теста Фишера или критерия Фишера-Фримана-Холтона с последующим применением post-hoc анализа методом χ² Пирсона с применением поправки на множественность сравнения Бенджамини-Хохберга. Все статистические тесты проводились при 95% уровне значимости (пороговое значение p для подтверждения статистической значимости — менее 0,05).

Исследование одобрено локальным этическим комитетом ФГБУ «Клиническая больница №1» УДП РФ (протокол №7 от 22 июля 2021 г.).

Результаты и обсуждение

В табл. 1 представлены обобщенные клинико-демографические, лабораторно-инструментальные характеристики в общей выборке пациентов (n=492).

Согласно данным, представленным в табл. 1 в общей выборке пациентов (n=492), средний возраст которых составил 72 года, преобладали женщины (58,7% против 41,3%) со средними показателями роста 168 см и массы тела 79 кг, а также повышенным индексом массы тела 27,0 кг/м².

Среди сопутствующих заболеваний в общей группе пациентов с инсультами наиболее часто встречалась ишемическая болезнь сердца — у 34,6% (n=170) пациентов, сахарный диабет — у 23,2% (n=114), артериальная гипертензия — у 8,7% (n=43), что наглядно представлено на рис. 1.

Рис. 1. Схематическое изображение частоты встречаемости сопутствующей патологии в общей группе пациентов с инсультами (n=492)

Примечание: ИБС — ишемическая болезнь сердца; СД — сахарный диабет 2 типа; АГ — артериальная гипертензия.

По данным инструментальных исследований патология в виде визуализации морфологических изменений выявлялась при КТ — у 2,6% (n=10 из 383), при МРТ — у 2,0% (n=7 из 342), при УЗИ — у 28,0% (n=124 из 443) обследованных пациентов по каждой инструментальной методике.

Результаты генетических исследований в общей группе пациентов (n=492) представлены в табл. 2.

Далее было произведено сравнение исследуемых показателей в двух группах: пациентов с инсультом (n=426) и пациентом с транзиторной ишемической атакой (n=66), результаты которого представлены в табл. 3.

Установлено, что пациенты с инсультом были статистически значимо старше по сравнению с больными ТИА (p=0,005). Среди них чаще встречались мужчины чем женщины (p=0,013). При сравнении антропометрических данных отмечена тенденция к большему росту и массе тела у пациентов с инсультом, однако различия в индексе массы тела статистически не достигли значимости.

В биохимическом анализе крови у пациентов с ишемическим инсультом по сравнению с ТИА были достоверно выше показатели по уровню триглицеридов (p <0,001) и концентрации калия (p <0,001). Однако уровень лейкоцитов был выше в группе ТИА, чем в группе инсульта (p=0,041).

Кроме того, у пациентов с инсультом чаще выявлялись патологические изменения при МРТ (p <0,001). Длительность госпитализации также была больше в группе инсульта (p <0,001).

Распределение частот генотипов исследованных полиморфных вариантов с результатами сравнения с равновесием Харди-Вайнберга представлено в табл. 4.

При проверке соответствия равновесию Харди-Вайнберга статистически значимое отклонение от ожидаемого распределения было выявлено для следующих полиморфизмов: A1298C (p <0,001), MTR (p <0,001), AGT174 (p <0,001), AGT235 (p <0,001), NOS3 (p <0,001) и AGTR (p <0,001). Таким образом, полиморфизмы, распределение которых не имело статистически значимого отклонения от равновесия Харди-Вайнберга, были следующими: C677T (0,057), PAI (p=0,104) и MTRR (0,053).

Сравнительные данные генетических исследований в двух группах: пациентов с инсультом (n=426) и пациентов с ТИА (n=66) представлены в табл. 5.

При анализе генетических маркеров в двух группах сравнения (табл. 5) обнаружены статистически значимые различия в сторону преобладания в группе пациентов с инсультом по следующим полиморфизмам:

• C677T гена MTHFR (генотипы CC и TT сравнение: для CC p=0,001, для TT p <0,001);
• AGT174 (p=0,004 и p=0,039);
• AGT235 (p <0,001);
• NOS3 (p=0,028 и p=0,008).

По остальным исследованным полиморфизмам достоверных различий между группами не выявлено.

Согласно данным литературы генетические полиморфизмы, затрагивающие ферменты фолатного цикла (MTHFR: 677 C>T, 1298 A>C; MTR: 2756 A>G; MTRR: 66 A>G), ассоциированы с повышенным риском цереброваскулярных событий, включая инсульт [11, 12]. Однонуклеотидные замены в кодирующих последовательностях указанных генов провоцируют дисфункцию соответствующих ферментов, что ведёт к нарушению фолатного метаболизма. Следствием ферментативной недостаточности становится гипергомоцистеинемия — патологическое повышение концентрации гомоцистеина в плазме крови. Клинические исследования демонстрируют, что уровень гомоцистеина обладает большей прогностической ценностью в отношении сердечно сосудистых патологий, нежели показатели общего холестерина. Гипергомоцистеинемия коррелирует со стенозирующим поражением магистральных артерий; тромбозом глубоких вен; микроангиопатическими изменениями; цереброваскулярными событиями (особенно у пациентов с ишемической болезнью сердца, хронической болезнью почек, сахарным диабетом 2 типа). У лиц с венозным тромбозом гипергомоцистеинемия зачастую выступает единственным идентифицируемым фактором риска. Экспериментальные данные свидетельствуют, что повышение концентрации гомоцистеина на 20-30% от референсных значений способно увеличивать риск необратимых ишемических изменений. Повышение уровня гомоцистеина на 5 мкмоль/л сверх верхней границы нормы ассоциировано с увеличением риска атеросклероза на 60% у мужчин и на 80% у женщин [8].

Рис. 2. Схема сравнения частоты распространённости генотипов по следующим полиморфизмам C677T гена MTHFR, AGT174, AGT235 и NOS3 у пациентов с инсультами (n=426) и пациентов с транзиторной ишемической атакой (n=66)

Примечание: представлены только статистические достоверные результаты (р <0,05) согласно данным табл. 4.

Нарушения в функционировании ренин ангиотензиновой системы (РАС) ассоциированы с повышенным риском цереброваскулярных событий. Дисбаланс в работе РАС может инициировать развитие артериальной гипертензии, атеросклеротических изменений и иных патологических процессов, провоцирующих поражения церебральных структур [13].

Ген AGT, локализованный в хромосомном регионе 1q42.2, кодирует белок предшественник ангиотензиногена — ключевого субстрата в каскаде образования ангиотензина I. Среди выявленных полиморфных вариантов особое клиническое значение имеет rs699 (p.Met235Thr), при котором происходит замена аминокислоты метионина на треонин в позиции 235 полипептидной цепи. Данная мутация ассоциирована с повышением сывороточной концентрации ангиотензиногена на 10-20%, что коррелирует с повышенным риском развития артериальной гипертензии и цереброваскулярных событий, включая инсульт [14, 15].

Также хорошо изучен и ассоциирован с неблагоприятными рисками полиморфизм гена AGT rs4762 (p.Thr174Met), который представляет собой точечную мутацию, в результате чего в 174-й позиции белка ангиотензиногена происходит замена треонина (T) на метионин (M). Это структурное изменение может оказывать регуляторное воздействие на скорость протеолиза ангиотензиногена, тем самым влияя на динамику генерации ангиотензина I [13].

На хромосоме 7 в позиции 7q36.1 расположен ген NOS3, продукт которого — эндотелиальная NO синтаза — фермент, ответственный за биосинтез оксида азота (NO). Этот процесс имеет фундаментальное значение для регуляции сосудистого тонуса, кровотока и ряда других физиологических функций [14].

 Ограничения исследования

Несмотря на представленное в исследовании общее количество пациентов (N=492), достаточное для получения статистически достоверных данных для большинства клинико-лабораторных и инструментальных исследований, результаты генетического тестирования по отдельным генетическим полиморфным вариантам требуют большего количества наблюдений (из-за недостаточной мощности выборки) для доказательной базы будущей имплементации полученных данных в клиническую практику.

 Заключение

Проведённое исследование подтвердило наличие комплекса клинико-лабораторных и генетических различий между пациентами с ишемическим инсультом и ТИА. Выявленные у пациентов с ишемическим инсультом комплекс отличий — включая больший возраст, преобладание мужчин, повышенные антропометрические и биохимические показатели (триглицериды, калий) на фоне лейкопении, длительную госпитализацию и признаки тяжёлого поражения сосудов мозга по МРТ — полностью укладывается в спектр известных факторов риска, что подтверждает результаты сравнительного анализа с пациентами с транзиторной ишемической атакой.

Ключевым результатом стало выявление специфических генетических паттернов, ассоциированных с различными формами острых нарушений мозгового кровообращения. У пациентов с инсультом преобладали гомозиготные генотипы СС по ключевым полиморфизмам, регулирующим метаболизм гомоцистеина (C677T гена MTHFR), ангиотензиногена (AGT174, AGT235) и синтазы оксида азота (NOS3). Напротив, у пациентов с транзиторной ишемической атакой (ТИА) чаще регистрировались альтернативные аллельные варианты: генотипы ТТ по полиморфизмам C677T гена MTHFR, AGT235 и NOS3, а также гетерозиготный генотип СТ по AGT174. Выявленные различия в распределении генотипов отражают различную генетическую основу изучаемых патологических состояний и могут быть использованы в качестве дополнительных молекулярных маркеров для улучшения дифференциальной диагностики между инсультом и ТИА в рутинной клинической практике.

Таким образом, молекулярно-генетическая диагностика становится неотъемлемым инструментом в арсенале врача-специалиста. Она обеспечивает объективную основу для оценки индивидуального генетического риска развития стойкой цереброваскулярной патологии, а в перспективе — для разработки персонализированных алгоритмов лечения с учетом патогенетических механизмов и таргетной профилактики тромботических осложнений.